【正文】 2. 電力線載波通信系統(tǒng)有哪三種通信方式？各有何特點？ 。收 /發(fā)雙方利用導頻信號 (中頻載頻 )實現(xiàn)最終同步。根據(jù)電力通信的具體情況，電力線載波以單路載波為主，其信號復用體現(xiàn)在遠動、遠方保護信號與話音信號的復用上。 本章要點 ? 由于濾波器技術性能的限制及分路、轉換的要求，一般載波機中都采用多級變頻。 ? 電力線上網(wǎng)的應用由于要求的速率至少需要達到 512kbit/s～ 10Mbit/s，所以無一例外地采用擴頻通信方式。 二、中 /低壓電力載波通信的關鍵技術 ? 我國大規(guī)模地開展用戶配電網(wǎng)載波應用技術的研究是在2021年左右，目前在自動集抄系統(tǒng)中采用的載波通信方式有擴頻、窄帶調(diào)頻或調(diào)相。 中低壓電力線載波的應用目前主要在 10kV電力線作為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道，以及在380/220V用戶電網(wǎng)作為集中遠方自動抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道，還有正在開發(fā)并取得階段性成果的電力線上網(wǎng)（ PLC,又稱電力線接入 ,其工作原理在第九章第九節(jié)介紹）。 ALT I/O部分包括線路濾波、差分匯接、功率放大等，最終與高頻電纜（ HFC）相連。 ALT是線路傳輸轉換部分，經(jīng) SDC復接的數(shù)字流在 ALT中進行數(shù)字調(diào)制，將要傳輸?shù)男盘栟D換到電力線載波頻段，而接收的載波信號則在這里被解調(diào)成基帶信號，再由 SDC分解為不同業(yè)務的信號。 TEL電話通路及編譯碼器，其語音編碼采用低滯后線性預測編碼（ LASVQ），最多可配置三條話路。電話和數(shù)據(jù)的傳輸容量靈活可變，最多可有三條話路或 9條數(shù)據(jù)通路，輸出功率 4080W，適合于 220kV以上電壓等級線路上使用。 （二）數(shù)字載波機實例 — ? Nera公司推出的數(shù)字式電力線載波機，是目前比較先進的數(shù)字載波機。 全數(shù)字化的載波機是真正意義上的數(shù)字載波機，它采用語音壓縮編碼、數(shù)字時分復用、糾錯編碼、數(shù)字調(diào)制、自適應均衡、回波抵消等多種數(shù)字通信技術 , 將數(shù)字信號 (數(shù)據(jù)、數(shù)字化語音、傳真等 )調(diào)制到電力線載波頻段 (40一 500 kHz)，通過高壓電力線傳送，其傳輸速率及系統(tǒng)容量取決于采用的數(shù)字調(diào)制方式、占用頻帶寬度、線路信噪比、模擬信號數(shù)字化方法等因素，一般為 l 0一 100 kbit/s，可容納幾路至幾十路低速數(shù)據(jù)或壓縮語音信號。 （ 2）音頻通道復用濾波器 DSP進行數(shù)字化。 三、數(shù)字電力線載波機的關鍵技術 ? 目前的 DPLC大致有兩種類型，一種是模擬體制的DPLC，這種設備類似于模擬電視接收機的電路數(shù)字化，在局部采用了一些先進的數(shù)字技術，如數(shù)字信號處理技術（ DSP），在音頻部分和其它一些功能實現(xiàn)了數(shù)字化，但體制還是模擬的，仍采用傳統(tǒng)的單邊帶（SSB）方式，收發(fā)頻帶仍各為 4kHz，但由于數(shù)字技術的采用，設備性能得以提高，接口靈活，便于計算機直接監(jiān)測和控制，如德國西門子的 ESB－ 202瑞士ABB的 ETL；另一種則是全數(shù)字化的載波機，它將音頻信號變?yōu)閿?shù)字編碼，傳輸上采用多電平數(shù)字調(diào)制技術，如多電平正交調(diào)幅（ MQAM）、網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）等，采用回波抵消（ EC）技術實現(xiàn)雙向通信，信息速率可達到 32kb/s, 實現(xiàn)了體制的徹底轉變，容量得到很大提高，如挪威 Nera公司的 。 （ 5）具有良好的可擴充性能。 （ 3）占用與 APLC相同的帶寬，且不改變原有的頻譜分配。 二、對數(shù)字電力線載波機的要求 考慮到現(xiàn)有 APLC的應用情況及將來電力數(shù)字通信網(wǎng)的發(fā)展， DPLC應滿足以下要求： （ 1）提供現(xiàn)有 APLC的各種業(yè)務（調(diào)度電話、遠動、遠方保護）及新增數(shù)據(jù)通信業(yè)務。 (4)提供的數(shù)字接口能適應綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ ISDN）的發(fā)展趨勢，便于靈活組網(wǎng)。 (2) 數(shù)字方式抗干擾能力強，通信質量得到提高。融合計算機技術和數(shù)字信號處理技術、采用數(shù)字電力線載波通信 DPLC(Digital Power Line Carrier)系統(tǒng)對電力線載波通信網(wǎng)進行擴展和改進，無論在經(jīng)濟上還是技術上都是最佳選擇方案。所以，目前電力線載波機大量采用音頻轉接。這種方式可實現(xiàn)最終同步，傳輸電平穩(wěn)定。各種轉接的原理及特點如下。常用的轉接方式有兩種：話音、遠動通路同時轉接和話音通路單獨轉接方式。任一站拿起話機要通話時，該機就發(fā)信號并將發(fā)送頻率改為 f1，接收頻率改為 f2，其他站頻率仍不改變，在被叫站被選擇呼通后，拿起話機與主叫站通話 。 圖 38 ? 為克服中央通信方式的不足，使各站間都能通話，仍只使用一對頻率，可以采用變頻通信方式 (圖 39)。各外圍站之間不能通話。采用這種方式，在 A、 B、 C三站或更多站間通信可只使用一對頻率，節(jié)約了載波頻譜也節(jié)約了設備數(shù)量。一對一的定頻通信方式又是定點通信，傳輸穩(wěn)定，電路工作比較可靠。目前我國主要采用定頻通信方式和中央通信方式兩種。有時，在工廠區(qū)或海邊，下一次雨可能將電力線絕緣子表面沖洗干凈， 衰減反會減少 。因此對于會結冰的線路，建議選用較低頻率。結冰極端情況下，受影響線段的衰減系數(shù)可增加到好天氣的 6倍以上。 ?不良天氣情況下的線路衰減 導線冰層厚度為 ，對于 300kHz以上頻率，衰減系數(shù)增加到 ～ 。 1. 電力線高頻 通道耦合方式 2. 電力線高頻通道的衰耗 3. 電力線高頻通道衰耗計算 4. 電力線高頻通道衰耗測試 三、電力線高頻通道 電力線高頻通道的耦合方式 ?相一地耦合 將載波機連接在一根相導線和大地之間，其特點是只需一個耦合電容器和一個阻波器 ?相一相耦合 將載波機連接在兩根根相導線和大地之間，需要兩個耦合電容器和兩個阻波器 ?相一地耦合 比較經(jīng)濟，但引人的衰耗比相 相耦合大，在線路發(fā)生線路故障時高頻衰減增加很多 ?相一相耦合 高頻衰減小，單相故障時，還可按相 地方式通信，可靠性高 由于 80%的線路故障是單相故障這種耦合方式在實際應用中具有重要意義 相 — 地耦合與相一相耦合比較 相一地耦合在線路發(fā)生單相線路故障時，傳輸通道高頻衰減增加很多，極端情況下高頻通道中斷 相一相耦合在線路發(fā)生單相線路故障時（如圖中 A相） ，故障相線中斷，但另一回相線（如圖中 B相） 正常，可傳輸高頻信號，相一相耦合方式變成相一地耦合方式傳輸高頻信號 ?單相故障時相 地和相 相方式比較 ABC ABC ABC ABC 電力線載波通道的衰減包括線路衰減、耦合損失和橋路損失三部分 ?線路衰減 ?耦合損失 ?橋路損失 電力線高頻通道的衰耗 電力線高頻通道衰耗計算 ?對稱分量法 信號以 相間波 和地行波的形式傳輸 A B C 相間波傳輸 A B C 地行波傳輸 A B C 相間波傳輸 ?工程計算法 1 ? ?A總 = A + + + + Ac + At (dB) ? 式中： N1 高頻橋路數(shù)量 N2 中間載波機和無阻波器分支線數(shù)量 N3 兩端并聯(lián)載波機數(shù)量 Ac 高頻電纜的衰減 At 終端衰耗，取 dB A 線路衰耗 ? ?dBfklA ?式中 k—— 與線路電壓有關的衰減系數(shù) l—— 線路長度 km f—— 工作頻率 kHz 系數(shù) k與線路電壓的關系 電壓等級，kV 35 110 220 k 103 103 103 線路衰耗 A A